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相復(fù)勵(lì)和三次諧波發(fā)電機(jī)的故障及處理方法
發(fā)布時(shí)間:2023-02-25 17:36:22  ▏閱讀:

 

一般情況下,相復(fù)勵(lì)和三次諧波發(fā)電機(jī)的常見(jiàn)故障多發(fā)生在勵(lì)磁調(diào)壓裝置和各電氣連接部位,尤其是電刷裝置和換向器等活動(dòng)接觸處。康明斯公司在本文中列舉了相復(fù)勵(lì)和三次諧波發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障、故障原因及其處理方法,使用維護(hù)人員應(yīng)根據(jù)具體情況,靈活處理。

 

一、工作原理

 

1、相復(fù)勵(lì)勵(lì)磁原理

由線形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加,經(jīng)過(guò)橋式整流器ZL整流,供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組。負(fù)載時(shí)由電流互感器LH供給所需的復(fù)勵(lì)電流,進(jìn)行電流補(bǔ)償,由線形電抗器DK移相進(jìn)行相位補(bǔ)償。

 

相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)零部件分解圖.png

圖1 相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)零部件分解圖

 

2、三次諧波原理

對(duì)一般發(fā)電機(jī)來(lái)源,我們需要的是工頻正弦波,稱為基波,比基波高的正弦波都稱為諧波、其中三次諧波的含量最大,在諧波發(fā)電機(jī)定子槽中,安放有主繞組和諧波勵(lì)磁繞組(s1、s2),而這個(gè)繞組之間沒(méi)有電的聯(lián)系。諧波繞組將繞組中150HZ諧波感應(yīng)出來(lái),經(jīng)過(guò)ZL橋式整流器整流,送到主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組LE中進(jìn)行勵(lì)磁。

 

三次諧波發(fā)電機(jī)原理圖.png

圖2 三次諧波發(fā)電機(jī)原理圖

 

 

二、常見(jiàn)故障及排除

 

1、N線電流異常的理論

中心線電流異常原因大致可分為兩類

(1)三相基波電流不平衡導(dǎo)致中性線基波電流過(guò)大;

(2)零序諧波電流在中性線疊加導(dǎo)致電流過(guò)大。

非線性設(shè)備中產(chǎn)生的電流可以采用傅里葉級(jí)數(shù)分解來(lái)描述各次諧波,其中單相整流回路產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)分解展開(kāi)后主要諧波滿足3N次特性,即以3、9、15次等符合3N次特性的諧波為主,其中3次諧波含量較高。

三次諧波電流主要由單相非線性負(fù)載產(chǎn)生,由于3次諧波屬于零序諧波,在三相電網(wǎng)中,各相的相位差為120°,這正好是3次諧波電流的周期,每相負(fù)載內(nèi)的3次諧波電流在中性線匯集時(shí),其中瞬時(shí)值是直接同相相加,如圖1所示,所以中性線上的3次諧波電流大于相線上的3次諧波電流,有時(shí)候中性線電流還要大于基波電流,甚至于接近相電流的2倍。

目前諧波治理主要分無(wú)源和有源兩種形式,由于此次治理目標(biāo)為中性線3次諧波。

(1)傳統(tǒng)的無(wú)源濾波技術(shù)針對(duì)三次諧波過(guò)濾難度較大,成本高,效果難以保證;

(2)無(wú)源濾波支路沒(méi)有可靠的限幅保護(hù),容易出現(xiàn)過(guò)載損壞補(bǔ)償支路的現(xiàn)象;

(3)無(wú)源濾波支路投入會(huì)受到功率因數(shù)的影響,所以成本會(huì)高;

(4)存在諧振放大諧波的隱患;

(5)諧波補(bǔ)償次數(shù)較單一等上述缺陷導(dǎo)致無(wú)源濾波技術(shù)適用性降低,越來(lái)越不被大量采用。

 

發(fā)電機(jī)三次諧波在中性線上的疊加.png

圖3 發(fā)電機(jī)三次諧波在中性線上的疊加

 

2、其他常見(jiàn)故障及其處理方法

表1 相復(fù)勵(lì)和三次諧波發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障及其處理方法

故障現(xiàn)象
故障原因
處理方法
1.不能發(fā)電
①無(wú)剩磁
相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)用12V或者24V直流電充
電;諧波發(fā)電機(jī)用6V直流電充電
②剩磁方向與整流器輸出電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向相反
往往在重接后因錯(cuò)接形成。將L1、L2兩接頭對(duì)換,或重新充磁
③電樞繞組抽頭、電抗器、橋式整流器或
勵(lì)磁繞組有斷路或松脫現(xiàn)象
接通、焊好或擰緊
④接線錯(cuò)誤
按機(jī)組電氣原理線路圖檢查糾正
⑤勵(lì)磁繞組接錯(cuò),造成磁極極性不對(duì)
往往在勵(lì)磁繞組換線重接后因錯(cuò)接形成。
檢查、糾正
⑥電樞繞組或勵(lì)磁繞組有嚴(yán)重短路
電樞繞組短路會(huì)引起嚴(yán)重發(fā)熱以致燒壞線
圈。勵(lì)磁繞組嚴(yán)重短路可由其直流電阻值測(cè)定
⑦電刷在刷架框內(nèi)卡住
檢查刷架框,是否生銹。可用00號(hào)砂紙擦
凈框架內(nèi)部,嚴(yán)重銹蝕者應(yīng)換新。檢查電刷和刷架框的配合
⑧電刷和集電環(huán)接觸不良
用酒精洗凈集電環(huán)表面。磨電刷表面使與集電環(huán)表面的弧度吻合,檢查電刷壓力
⑨整定電阻阻值太小
檢查整定電阻的接法。將變阻器放到最大阻值位置
⑩硅整流元件短路,正反向均導(dǎo)通
用萬(wàn)用表檢查正反向電阻,替換損壞的元件
①相復(fù)勵(lì)電機(jī)電抗器無(wú)氣隙,或氣隙太小
無(wú)氣隙或氣隙小時(shí)電抗器抗值太大不能建
壓,用絕緣墊片墊充調(diào)整氣隙
②轉(zhuǎn)速太低
調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至額定值附近
2.電壓不足
①整流橋中有一個(gè)整流元件短路或斷路
此時(shí)空載電壓約下降10%用萬(wàn)用表檢查,
替換損壞的元件
②勵(lì)磁繞組部分短路
如果某一極的勵(lì)磁繞組部分短路。除電壓下降外還會(huì)引起振動(dòng)。分別測(cè)量每一極的電阻,調(diào)換損壞的線圈
③整定電阻阻值太小
檢查整定電阻的接法。將變阻器放到最大
阻值位置
④相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)電抗器氣隙太小
用絕緣墊片將氣隙調(diào)大
⑤轉(zhuǎn)速太低
調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至額定值
⑥自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器故障
檢查自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器輸入和輸出接線與信號(hào),檢修自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器
3.電壓太高
①電抗器繞組部分短路或有一相短路
電抗器繞組短路會(huì)引起嚴(yán)重發(fā)熱,可按發(fā)熱情況來(lái)判斷短路
②整定電阻斷路,不起作用
檢查并接好
③電抗器氣隙太大
調(diào)小氣隙,重新固定
④轉(zhuǎn)速太高
調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至額定值
⑤自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器失控
檢修自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器
4.電壓調(diào)整率差,加負(fù)載時(shí)電壓下跌太多
①勵(lì)磁裝置接線錯(cuò)誤
按圖核對(duì)接正確
②整流橋中有一個(gè)或兩個(gè)整流元件斷路,反向都不通
此時(shí)空載電壓下降10%左右,加cosφ=1負(fù)載時(shí)電壓稍稍下跌,加cosφ=0.8負(fù)載時(shí)電壓下跌較大。用萬(wàn)用表檢查更換損壞的元件
③相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)電流互感器二次側(cè)所用
抽頭不合適
減少電流互感器二次繞組的實(shí)際匝數(shù)
④原動(dòng)機(jī)調(diào)速率較差
調(diào)整原動(dòng)機(jī)的調(diào)速機(jī)構(gòu)
5.振動(dòng)大
 
①與原動(dòng)機(jī)對(duì)接不好
找直對(duì)正后再對(duì)接
②轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不好
在轉(zhuǎn)子重繞后應(yīng)校正平衡,根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)
速校正靜平衡或動(dòng)平衡
③勵(lì)磁繞組部分短路
分別測(cè)量每一極的電阻,找出短路處,更換線圈
6.集電環(huán)上火花大
 
①電刷在刷架框內(nèi)活動(dòng)不靈
檢查刷架框,是否生銹,可用00號(hào)砂紙擦
凈掛架內(nèi)部。嚴(yán)重銹蝕時(shí)應(yīng)換新
②集電環(huán)表面油污,不光滑
清潔集電環(huán)表面,嚴(yán)重發(fā)毛時(shí)應(yīng)加工車光
7.發(fā)熱
 
①發(fā)電機(jī)過(guò)載
注意儀表使負(fù)載電流、電壓不超過(guò)額定值
②儀表不準(zhǔn)
定期對(duì)儀表、儀用互感器進(jìn)行校驗(yàn)
③負(fù)載功率因數(shù)太低
負(fù)載功率因數(shù)太低時(shí)發(fā)電機(jī)應(yīng)降低其視在
功率輸出,在勵(lì)磁電流不超過(guò)額定值的范圍內(nèi)使用
④轉(zhuǎn)速太低
調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至額定值
⑤頂部罩蓋未蓋,放置不正確或勵(lì)磁裝置
底板下網(wǎng)板堵死時(shí)引起勵(lì)磁裝置發(fā)熱
正確裝置頂罩或清理網(wǎng)板
⑥發(fā)電機(jī)電樞、勵(lì)磁繞組、電抗器繞組部
分短路
找出短路,糾正
⑦通風(fēng)道阻塞
拆開(kāi)徹底吹清
⑧部分規(guī)格電機(jī)采用傾斜風(fēng)葉的風(fēng)扇,反
向時(shí)風(fēng)量減少
檢查風(fēng)扇,按發(fā)電機(jī)上標(biāo)示的方向運(yùn)行
8.軸承過(guò)熱
 
①長(zhǎng)期使用使軸承磨損過(guò)度
更換軸承
②潤(rùn)滑脂質(zhì)量不好,不同牌號(hào)的油脂混雜
使用。潤(rùn)滑脂內(nèi)有雜質(zhì)。潤(rùn)滑脂裝得太多
太滿
清洗軸承和軸承蓋,更換軸承脂,一般型電機(jī)用ZGN-3潤(rùn)滑脂,濕熱型電機(jī)用ZL-3潤(rùn)滑脂,加裝數(shù)量應(yīng)為軸承室容量的1/2~2/3
③與原動(dòng)機(jī)對(duì)接不好
嚴(yán)格地找直、對(duì)正
④帶傳動(dòng)時(shí),拉力過(guò)大
適當(dāng)調(diào)節(jié)傳動(dòng)帶拉力

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